Els plàstics biodegradables poden ser de base biològica o de combustible fòssil. En els darrers anys s'han produït nous tipus de plàstics per abordar el problema de la contaminació per plàstics, intentant escurçar el temps necessari per degradar-los, sobretot en condicions naturals. Tanmateix, no tots els plàstics biodegradables actuals han aconseguit aquest objectiu.
Definició de plàstics biodegradables
Els plàstics biodegradables són aquells que es poden degradar per l'acció microbiana per produir productes finals naturals, com l'aigua i el diòxid de carboni, en un període de temps raonable. El temps necessari per descompondre's completament depèn del material, les condicions ambientals com la temperatura i la humitat i la ubicació de la descomposició segons l'Institut de Productes Biodegradables (BPI pàg. 2).
Els plàstics compostables són aquells que es biodegraden ràpidament i es converteixen en humus que no està contaminat per metalls. No tots els plàstics biodegradables són compostables; només alguns ho són.
Els materials han de complir les especificacions ASTM D6400 o D6868 per ser anomenats biodegradables i compostables a terra, i complir les especificacions ASTM D7081 per a entorns marins. ASTM és un grup mundial d'estàndards de productes.
Plàstics de polièster de base biològica que es biodegraden
Els plàstics derivats de les plantes s'anomenen plàstics biobasats. No tots són biodegradables; per exemple, hi ha ampolles de PET de base biològica fetes per ser duradores. Els plàstics de base biològica que es biodegraden estan fets de dos materials: biomassa i polisters derivats de les plantes. Hi ha dos tipus de polísters de base biològica: àcid polilàctid (PLA) i polihidroxialcanoat (PHA).
Polihidroxialcanoat (PHA)
PHA és produït de manera natural per bacteris i plantes d'organismes modificats genèticament (OMG), però hi ha plans per provar la producció a partir de residus d'aliments. El polihidroxibutirat o PHB també és un tipus de PHA que s'utilitza àmpliament. Els PHA són cars de fer, ja que només es poden produir quantitats limitades a partir de bacteris.
- Usos:Els PHA s'utilitzen com a embolcalls d'aliments, tasses, plats, recobriments per a paper i cartró, i "molts usos mèdics, incloses sutures, gases i recobriments per a medicaments". segons un informe del Centre de Col·laboració Indústria i Educativa (informe CIEC). Pot substituir la majoria dels principals tipus de plàstic basats en combustibles fòssils que s'utilitzen actualment, com ara PE, PS, PVC i PET, assenyala Bio Based Press.
- Plàstics de midó i cel·lulosa barrejats amb PHA: Alguns articles de plàstic estan fets íntegrament amb PHA, com en el cas de les ampolles d'aigua observa Bio Based Press. Tanmateix, com que la producció de PHA és cara, també es barreja amb midó i cel·lulosa per fer-la més econòmica. Això té l'avantatge afegit de millorar la velocitat de descomposició segons el Dartmouth Undergraduate Journal of Science (DUJS).
- Biodegradació: Pot ser completament compostable en ambients rics en microbis i fongs, especialment el sòl. Aquests microbis descomponen el PHA amb l'ajuda d'enzims. El temps necessari per degradar-se depèn de la concentració de microbis al medi.
- PHA triga dos mesos a descompondre's als patis del darrere, segons Bio Based Press.
- La velocitat de descomposició és molt més lenta a les aigües marines on menys del 50% es descompon després de sis mesos afegeix CalRecycle (pàg. 6). PHA va superar la prova ASTM D7081 mostrant una descomposició del 30% en sis mesos (pàg. 7).
Àcid polilàctid (PLA)
El DUJS explica que el PLA és un termoplàstic fet per fermentació per bacteris. El PLA és en realitat una llarga cadena de moltes molècules d'àcid làctic. Com que hi ha molts mitjans econòmics per produir àcid làctic, només s'han de polimeritzar o unir. Per tant, el PLA és menys car que el PHA. Tanmateix, el PLA és fràgil i la seva aplicació és més restringida que la PHA. Els fabricants eviten aquest problema mitjançant la inclusió d'additius o polímers.
- Usos: Es converteix en bosses de queviures, envasos d'aliments, ampolles, tasses i plats. Com que es descompon bé en presència d'àcids, s'utilitza en algunes aplicacions mèdiques com sutures i plaques mèdiques, on es dissol al cap de 90 dies assenyala l'informe del CIEC. També s'utilitza en la impressió 3D d'objectes.
- PLA i barreges de polímers: PHA també es pot barrejar amb polímers de fonts renovables per millorar les seves qualitats segons DUJS.
- Biodegradació: El PLA no es pot compostar fàcilment al pati del darrere perquè la temperatura i els nivells d'aigua necessaris no estan disponibles en aquest entorn.
- PLA pot trigar sis a 12 mesos a degradar-se al sòl.
- PLA triga de tres a sis mesos a degradar-se a les instal·lacions comercials, assenyala World Centric.
- Quan es produeix la descomposició en presència d'oxigen, els productes finals són el diòxid de carboni i l'aigua.
- Si la degradació del PLA es produeix als abocadors sense oxigen, produeix gas metà que és 20 vegades més perjudicial per al medi ambient que no pas el diòxid de carboni de l'emissió de la Societat Química Americana (pàg. 2).
- PLA no va passar la prova ASTM D7081, ja que només un 3% es va descompondre en aigües marines després de sis mesos segons CalRecycle (pàg. 7).
Atès que el PLA no es descompon ràpidament al sòl o a l'aigua de mar, això pot convertir-se en un problema quan s'estén.
Plàstics biodegradables a base de biomassa
Els plàstics a base de biomassa estan fets de midó i cel·lulosa obtinguts a partir de residus de cultius així com de fusta dels arbres.
Acetat de cel·lulosa
L'acetat de cel·lulosa (CA) és un producte sintètic que es deriva de la cel·lulosa que es troba a cada part d'una planta. Actualment, la cel·lulosa s'utilitza a partir de cotó, fusta i residus de cultius segons una publicació científica del 2018. Això es pot utilitzar per formar plàstics sòlids modelats, filtres de cigarrets, recobriments, pel·lícules fotogràfiques i filtres. La cel·lofana és una pel·lícula biodegradable produïda a partir de cel·lulosa. Hi ha noves investigacions en curs per trobar noves pel·lícules de plàstic de residus de cultius i material de fusta que siguin resistents a l'aigua i biodegradables segons Phys.org.
Biodegradabilitat: la investigació demostra que el CA es degrada i es redueix un 70% del seu pes després de 18 mesos a la natura.
Midó
Una revisió de 2017 assenyala que el midó es tracta amb calor, aigua i plastificants per produir un termoplàstic. Per millorar la seva resistència, es combina amb farciments d' altres materials. Les principals fonts de midó són el blat de moro, el blat, la patata i la mandioca. Aquest plàstic s'utilitza en envasos, bosses i pel·lícules de mulch agrícoles, vaixella, testos i modelat per fer envasos i béns de consum. Es veu com una alternativa al poliestirè (PS) segons Food Packaging Forum. S'afegeix midó als plàstics de base biològica i convencionals per fer-los més biodegradables assenyala un informe Phys de 2017.
Biodegradabilitat: Els plàstics a base de midó poden ser compostables o només biodegradables. Les variants compostables requereixen 90 dies per degradar-se a les instal·lacions industrials, mentre que les biodegradables requereixen 100 dies perquè el 46% es degraden i fins a dos anys per degradar-se completament.
Plàstics biodegradables a base de combustibles fòssils
Segons la Guia de Bioplàstics, hi ha uns quants plàstics nous de combustibles fòssils que també poden ser biodegradables. Els més comuns són el polibutilè succinat (PBS), la policaprolactona (PCL), el polibutirat adipat tereftalat (PBAT) i l'alcohol polivinílic (PVOH/PVA).
- PBATés un polímer que es produeix a partir de derivats de combustibles fòssils i que de vegades s'utilitza en combinació amb midó. S'estan fent esforços per produir aquest polímer a partir de fonts renovables. La guia de bioplàstics ho veu com un substitut del LDPE i HDPE. S'utilitza per fer bosses d'escombraries, films d'embolcall, envasos d'un sol ús i vaixella (cosses, plats, etc.). No només és biodegradable sinó també compostable.
- PCL és un polièster sintètic que s'utilitza per a la fabricació de bosses compostables, en aplicació mèdica (sutures i fibres), com a recobriments superficials, adhesius per a sabates i cuir, i rigiditzadors de sabates i fèrules ortopèdiques. Aquest plàstic es pot descompondre pels llevats. Més del 90% de les pel·lícules i el 40% de l'escuma feta d'aquest material es poden degradar en 15 dies.
- PBS és una resina produïda a partir de combustibles fòssils o també pot ser de base biològica segons Succinity (pàg. 1, 5). Es pot combinar amb altres polímers o fibres de base biològica com el jute per millorar-ne la qualitat. El PBS s'utilitza per fabricar envasos d'aliments, articles de servei, llençols agrícoles, tests, productes d'higiene com bolquers i xarxes de pesca.
- PVOH és una resina que es pot utilitzar per fabricar pel·lícules d'embalatge que poden substituir LDPE i HDPE. Les seves altres aplicacions importants són com a recobriments i additius per a la producció de paper i cartró segons Food Packaging Forum.
Els quatre plàstics basats en combustibles fòssils es biodegraden en tres mesos en compostatge industrial, en un any en compostatge al pati del darrere i en un o dos anys en terra/abocadors segons InnProBio (pàg. 4).
Reciclatge i compostatge
S'han de tenir en compte les propietats dels diferents plàstics biodegradables per tractar-los al final del seu cicle de vida, adverteix l'Agència de Protecció del Medi Ambient (EPA).
- EPA explica que els plàstics biodegradables no s'han d'afegir als contenidors que reciclen plàstics convencionals ja que estan fets de diferents materials. Això és cert tant per als combustibles de base biològica com per als combustibles fòssils.
- Tot i que els plàstics estan marcats com a biodegradables i compostables, molts d'ells només es poden degradar en les condicions disponibles a les instal·lacions comercials de compostatge; contacteu amb les agències de reciclatge locals per obtenir informació sobre la planta de compostatge més propera. Només hi havia 200 instal·lacions d'aquest tipus als Estats Units el 2017, de manera que cal augmentar aquest tipus de centres.
- Confirmeu que les bosses són compostables a casa seguint les instruccions del producte abans d'afegir-les als contenidors de compostatge.
- La recuperació del material dels plàstics biodegradables no és possible mitjançant el reciclatge, per manca d'instal·lacions.
És necessària una segregació, recollida i degradació eficients per aprofitar els plàstics biodegradables i de base biològica. En la seva absència, la majoria dels plàstics biodegradables acaben als abocadors.
El futur dels plàstics biodegradables
La naturalesa biodegradable dels plàstics no pot resoldre el problema de la contaminació per plàstics si no s'eliminen correctament. També és necessari que el comportament del consumidor es mantingui centrat en reduir el consum o reciclar plàstics per beneficiar-se del canvi dels plàstics convencionals de combustibles fòssils als plàstics biodegradables.
